一次元酸化物ナノ構造体の創製と集合構造制御による高機能化

创建一维氧化物纳米结构并通过控制聚集结构增强功能

• 批准号: 16685021
• 负责人: 矢田 光徳
• 金额: $ 12.65万
• 依托单位: Saga University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16685021/
• 关键词: ナノチューブ; ナノファイバー; ナノワイヤー; 酸化ルテニウム; 酸化ニオブ; チタネート; 酸化コバルト; 人工関節; 貴金属化合物; ファイバー; 希土類化合物; ナノロッド; 酸化チタン; ナノチューブ; ナノファイバー; ナノワイヤー; 酸化ルテニウム; 酸化ニオブ; チタネート; 酸化コバルト; 人工関節; 貴金属化合物; ファイバー; 希土類化合物; ナノロッド; 酸化チタン

外径約7nmのチタン酸ナトリウムナノチューブを、種々のμmサイズ以上で形態制御された金属TiをTi源かつ鋳型として利用することにより、金属Ti上に直接成長・固定化して種々の形状に組織化する技術を開発した。また、SUS316LやCo-Cr合金上へもチタン酸ナトリウムナノチューブを成長・固定化する技術を開発した。さらに、チタネートナノファイバーやナノシートも金属上に成長・固定化できた。また、イオン交換処理によりチタン酸銀ナノチューブ/金属複合体に変換し、抗菌性人工関節用材料としての応用を医学部・企業とともに検討した結果、擬似生体環境中にて材料から銀イオンが溶出し、MRSAに対して高い抗菌活性値を示すことを明らかにした。ナノチューブや球状などのルテニウム化合物/界面活性剤ナノ複合体のレドックスキャパシタ用材料としての評価を行ったところ、300℃以上での熱処理により試料が絶縁体から導電体に変化し、300℃熱処理試料が一番大きいキャパシタンスを示した。また、中実および中空らせん形態という特異な一次元構造を有するルテニウム化合物/界面活性剤ナノ複合体の合成に成功し、熱処理により形態を保持したまま酸化ルテニウムに変換できた。コバルト化合物/界面活性剤ナノ複合体ナノワイヤーの合成に成功し、300℃以上での熱処理により酸化コバルトナノワイヤーに変換できることを見出し、それらの電気化学特性を明らかにした。酸化ニオブ・ニオブ酸水酸化物ナノワイヤーについては、熱処理温度によりバンドギャップを制御できることを明らかにした。また、リチウムイオン電池用正極材料としての評価を行い、容量が結晶構造に依存することを明らかにした。以上の研究成果として、学会発表をのべ17回行い、本研究をもとに2件の企業との共同研究が始まった。以上の成果のほとんどは論文投稿準備中であり、今後、論文発表する予定である。

通过将金属Ti与直径约为7 nm的形态控制的金属Ti作为Ti源和模板，我们开发了一种直接生长并固定在金属Ti上并将其组织成各种形状的技术。我们还开发了一项技术，可以在SUS316L和Co-Cr-Alloys上生长和固定钛酸钠纳米管。此外，钛纳米纤维和纳米片也可以种植并固定在金属上。此外，该公司研究了通过离子交换处理的钛酸纳米管/金属复合材料的应用，并用作一种抗菌人造材料，发现银离子从模拟生物学环境中从材料中洗脱的银离子，显示出高抗菌活性对MRSA的高抗菌活性值。当评估纳米管和球形钌化合物/表面活性剂纳米复合材料作为氧化还原电容器的材料时，在300°C或更高的热处理后将样品从绝缘体转换为电导体，并在300°C的热处理中更改，并进行了300°C热处理的样品显示出最大的能力。此外，我们已经成功合成了具有独特的一维结构的固体和空心螺旋形式的独特的一维结构，并能够将其转换为氧化芳族，同时通过热处理保留其形式，并能够将其转换为固体和空心的螺旋形式。钴化合物/表面活性剂纳米复合纳米线的合成是成功的，该组发现它可以通过在300°C或更高的热处理中转化为氧化钴纳米线，从而揭示其电化学性质。据揭示，可以通过热处理温度来控制带隙的氧化物和氧化物酸氢氧化物纳米线。此外，评估是作为锂离子电池的正电极材料进行的，并且揭示了容量取决于晶体结构。作为上述研究的结果，总共举行了17个会议演讲，并根据这项研究开始了与两家公司的联合研究。上述大多数结果目前正在准备提交论文，我们计划将来发布它们。